Wie funktioniert die Elektrolyse?

Wie funktioniert die Elektrolyse?

Eine Elektrolyse ist eine chemische Reaktion, bei der durch elektrische Energie eine Redoxreaktion erzwungen wird. Dabei wird eine chemische Verbindung zersetzt. Es wird elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt. Die negative Elektrode zieht positive Teilchen an, also hier die Zn2+-Ionen.

Wie läuft ein Ladungsträgerübergang an einer Elektrode ab?

An der Elektrode erfolgt der Übergang von elektrischen Ladungsträgern (Elektronen oder Ionen) vom Feststoff auf den Elektrolyten (Bild 1) oder umgekehrt. Der Ladungsträgerübergang ist in der Elektrochemie – anders als in der Physik – immer mit einem Stoffumsatz (Reduktion oder Oxidation) verbunden.

Was macht ein Elektrolysegerät?

Unter Wasserelektrolyse versteht man die Zerlegung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff mit Hilfe eines elektrischen Stromes. Die wichtigste Anwendung dieser Elektrolyse ist die Gewinnung von Wasserstoff.

Was ist die Elektrolyse von Wasser und wie funktioniert sie?

Du kannst dir die Elektrolyse von Wasser als eine Zerlegung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff durch elektrischen Strom vorstellen. Die Zerlegung erfolgt durch eine Redoxreaktion . Diese kannst du aufteilen in eine Oxidation an der mit dem Pluspol verbundenen Elektrode (Anode).

Was braucht man für Elektrolyse?

Eine Elektrolyse erfordert eine Gleichspannungsquelle, welche die elektrische Energie liefert und die chemischen Umsetzungen vorantreibt. Ein Teil der elektrischen Energie wird in chemische Energie umgewandelt.

Wie funktioniert die Redoxreaktion?

Eine Redoxreaktion ist eine chemische Reaktion, bei der Elektronen übertragen werden. Dabei gibt ein Reaktionspartner Elektronen ab, die ein anderer Partner aufnimmt. Die Elektronenabgabe nennst du Oxidation, die Elektronenaufnahme Reduktion.

Welche Reaktionen laufen an den Elektroden ab?

Durch Zuschalten einer äußeren Spannung laufen andere chemische Reaktionen an den Elektroden ab (Elektrolyse). Die Elektroden können aus Metallen oder Halbleitern bestehen, z. B. auch aus Graphit, Glaskohlenstoff, und können flüssig (Quecksilber) oder fest sein.

Warum laufen elektrolysen nicht von selbst ab?

Der Prozess der Elektrolyse läuft nicht freiwillig ab. Um die Redoxreaktion zu erzwingen, müssen durch Anlegen einer externen Spannung den Teilchen an der Anode Elektronen entzogen werden. Für die Elektrolyse ist die Kathode mit dem Minuspol der externen Spannungsquelle verbunden.

Was ist die Anode und Kathode?

Die beiden wechselwirkenden Elektroden in einer Zelle werden als Kathode und Anode bezeichnet. Die Kathode ist die negativ geladene Elektrode. Sie zieht positiv geladene Atome und Moleküle (Kationen) aus dem Elektrolyten von der gegenüberliegenden Halbzelle an. In beiden Fällen nimmt die Anode Elektronen auf.

Was passiert bei der Schmelzflusselektrolyse?

Schmelzflusselektrolyse ist ein Elektrolyseverfahren, bei dem kein wässriges Medium, sondern eine heiße Salzschmelze als Elektrolyt dient. Sie dient zur Herstellung bzw. Gewinnung von Aluminium, aller Alkalimetalle und der meisten Erdalkalimetalle, außerdem auch von einigen Kunststoffen.

Was passiert bei der Zerlegung von Wasser?

Die Verbindung Wasser wurde in die Elemente Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt, der Fachbegriff lautet Elektrolyse, also eine Zerlegung durch elektrischen Strom.

Wie funktioniert die Zerlegung von Wasser?

Aus zwei Wasser-Molekülen werden mit Hilfe des elektrischen Stroms zwei Wasserstoff-Moleküle und ein Sauerstoff-Molekül gebildet. Die Zerlegung von Wasser durch den elektrischen Strom ist der entgegen gesetzte Prozess der Knallgasreaktion, bei der Wasser aus Wasserstoff und Sauerstoff gebildet wird.

Wie läuft die Elektrolyse ab?

Erst bei einer höheren Spannung läuft die Elektrolyse ab. Die Spannung, die zusätzlich zum errechneten Wert angelegt werden muss, nennen wir Überspannung oder Überpotenzial. Diese Überspannung hängt von verschiedenen Faktoren ab: Art und Oberflächenbeschaffenheit der Elektrode Art und Konzentration der Ionen

Was ist die Überspannung bei der Elektrolyse?

Erst bei einer höheren Spannung läuft die Elektrolyse ab. Die Spannung, die zusätzlich zum errechneten Wert angelegt werden muss, nennen wir Überspannung oder Überpotenzial. Entstehen bei der Elektrolyse Metalle, ist die Überspannung geringer, als bei Elektrolysen, bei denen Gase entstehen.

Welche Reaktionen werden bei der Elektrolyse ablaufen?

Bei den chemischen Reaktionen, die bei der Elektrolyse ablaufen, werden Elektronen übertragen. Es sind daher immer Redoxreaktionen, wobei die Oxidation an der Anode (Pluspol), die Reduktion an der Kathode (Minuspol) ablaufen; Oxidations- und Reduktionsprozesse sind also räumlich zumindest teilweise voneinander getrennt.

Wie kann eine Wasserelektrolyse zurückgewonnen werden?

Durch die Umkehrung der Wasserelektrolyse in einer Brennstoffzelle kann etwa 40 \% der ursprünglich eingesetzten elektrischen Energie wieder zurückgewonnen werden. Die Abscheidung von Metallen aus einer Lösung, die die entsprechenden Metallionen enthält, durch einen von außen aufgeprägten Strom ist ebenfalls eine Elektrolyse.